硅、磷杂金属芳香化合物的理论研究

"金属苯"的研究是当前国际前沿课题，是"芳香化学"的重要发展方向之一。近五年在J. Am. Chem. Soc.和Angew. Chem. Int. Ed.等杂志上经常有与"金属苯"相关的报道。但"硅、磷杂金属苯"目前未见报道，更无通用合成方法，而这类化合物预计有良好应用前景，有望成为芳香体系的新分支。.本项目是在我们原创性的[3+3]关环合成"异金属苯"方法的基础上，进行全方位的理论摸索：应用量子化学方法对周期表中的过渡金属进行全面的考察，对硅、磷杂金属苯及其它五、七元金属杂芳香体系进行深入研究，通过调配不同金属中心，配体和环上的取代基，挖掘出具有较高稳定性的芳香化合物，并对合成路径的动力学进行研究，找出影响决速步骤反应能垒的主要因素，并力争在实验上给予验证、实现，为合成第一例硅、磷杂金属苯做出力所能及的贡献。

芳香性作为化学中最重要概念和最吸引人话题，一直以来备受理论和实验化学家的关注。而硅、磷杂金属芳香化合物的研究却寥寥无几。因此，本课题主要围绕硅、磷杂金属芳香化合物开展了一系列研究工作。我们以量化计算为手段，在理解其结构与成键、预测合成方法等方面取得了一系列创新性的成果，为实验化学家合成相关芳香体系提供了重要的参考信息。主要进展包括：1）通过理论计算，探索了硅杂金属苯炔的相对稳定性和芳香性。2）首次通过理论计算发现硅杂金属苯中奇特的1,2-迁移反应。3）通过理论计算，探索了磷杂金属苯的芳香性，并预测了其非传统的合成方法。4）通过理论计算，预测可通过取代基的调节实现硅苯及其异构体的相互转化。5）理论研究了[4+2]环加成反应生成磷苯的反应机理，揭示了不饱和底物的电子性质在反应的立体选择性方面起到了重要作用。